Введение 3
1. Тяжелые металлы и формы их нахождения в природных объектах 5
2 К вопросу о термине «аквапочвы» 8
3 Объекты и методы исследования 10
3.2 Материалы и методы исследования 18
3.2.1 Полевые исследования 18
3.2.2 Лабораторные исследования 19
3.2.2.а Определение валового содержания тяжелых металлов 19
3.2.2.б Определение форм нахождения тяжелых металлов 19
3.2.3 Определение содержания органического вещества в пробах аквапочв 20
3.2.4 Статистическая обработка экспериментальных данных и методы графического их отображения 21
4. Результаты и обсуждение 22
4.1 Определение значений водородного показателя и окислительно-восстановительного
потенциала 22
4.2 Определение валового содержания исследуемых тяжелых металлов 24
4.3 Определение форм нахождения исследуемых тяжелых металлов 25
Список литературы 32
Приложение 36
Ладога - уникальное озеро, крупнейший пресноводный водоем в Европе, второй по величине в России после Байкала и одно из самых северных среди великих озер мира. Экосистемные услуги Ладожского озера во многом определяют экономическое развитие территории и качество окружающей среды для жителей Карелии и Ленинградской области (Ладога..., 2013).
Озеро является главным источником водоснабжения города Санкт-Петербург, пищевых, сырьевых и рекреационных ресурсов, а также важной транспортной магистралью. Вместе с этим Ладога представляет собой терминальный водоем огромной озерно-речной системы и является чувствительным индикатором экологического состояния северо-запада России (Ладожское озеро., 2015).
Ладожское озеро имеет не только региональное, но и федеральное стратегическое значение. Государственной стратегия РФ по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития, утвержденная Указом Президента РФ от 4 февраля 1994 г. № 236, также как и Указ Президента РФ от 7 мая 2018 года № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года», подчеркивает важность сохранения природных комплексов Онежского и Ладожского озер (http://pravo.gov.ru).
В северной части озера в декабре 2017 года создан национальный парк «Ладожские шхеры» общей площадью 122 тыс. га. (http://oopt.aari.ru), что дополнительно подчеркивает важность наблюдения за экологическим состоянием озерной экосистемы.
Аквапочвы, формирующиеся в озерной котловине являются результатом целого ряда процессов превращения веществ в Ладоге и на ее водосборной территории, отражая ее геохимические особенности. Аквапочвы, являясь депонирующей средой, способны аккумулировать загрязнители, в том числе тяжелые металлы и играют важную роль в формировании качества озерной воды, в процессах самоочищения водоема (Давыдова, 2014).
Особую экологическую угрозу такого уникального объекта, как Ладожское озеро, представляют антропогенные загрязнения, в частности соединения тяжелых металлов, которые вместе водами рек попадают в Ладогу и откладываются в аквапочвах. Определение лишь валового содержания тяжелых металлов не является исчерпывающим - токсичность и подвижность элементов, то, насколько легко они могут быть потенциально мобилизованы и вовлечены в биогеохимические круговороты, а также во вторичное загрязнение вод, в значительной степени зависит от формы их нахождения и типа связи с матрицей субстрата. Поэтому исследование форм нахождения тяжелых металлов в поверхностных слоях аквапочв является актуальным.
Затем нам видится необходимым исследовать формы нахождения тяжелых металлов.
Цель исследования — определить формы нахождения тяжелых металлов в поверхностных слоях аквапочв Ладожского озера.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) модифицировать метод определения разных форм тяжелых металлов (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Zn, Cu, V, Pb, Cd) в поверхностном слое аквапочв;
2) определить формы нахождения тяжелых металлов (Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Zn, Cu, V, Pb, Cd) в поверхностном слое аквапочв;
3) установить зависимость между содержанием органического вещества аквапочв и наличием в последних тяжелых металлов;
4) выявить какие из тяжелых металлов наиболее “подвижны”.
1. Модифицирован метод определения различных форм нахождения тяжелых металлов в поверхностном слое аквапочв. Показано, что он применим для исследований подобного рода.
2. Содержание органического вещества в пробах аквапочв варьировало в диапазоне
4,4 % до 10,4 %. Установлена зависимость между содержанием органической составляющей аквапочв и наличием в них соединений тяжелых металлов. Оно в значительной степени связывало Mn и Zn. Между величиной потерь при прокаливании проб и содержанием Сг, Cu и Fe в аквапочвах была выявлена прямая тесная значимая (при P = 95 %) корреляционная зависимость (Г = 0,83; 0,81; 0,80, соответственно). Между величиной потерь при прокаливании и содержанием ванадия взаимосвязь была прямая средняя (Г = 0,66), но несущественная.
3. Относительное содержание элементов в подвижных формах было меньше, чем в прочносвязанных. Низкая подвижность элементов подтверждает преобладающую роль природных процессов (роль пород водосбора озера и подстилающих котловину горных пород) над антропогенным приносом в формировании аквапочв.
4. Наиболее «подвижными» элементами были Fe и Mn.
